第一个PIO程序

RP2040 上的 PIO 子系统允许为所谓的 PIO 状态机编写小型、简单的程序，其中 RP2040 在两个 PIO 实例中有八个拆分。 状态机负责设置和读取一个或多个 GPIO，缓冲传入或传出处理器（或 RP2040 的超快速 DMA 子系统）的数据，并在需要数据或注意时通过 IRQ 或轮询通知处理器。

这些程序以高达系统时钟速度的周期精度运行（或者程序时钟可以被划分为以较慢的速度运行，以实现不太活跃的协议）。

PIO 状态机比 RP2040 上的通用 Cortex-M0+ 处理器紧凑得多。 事实上，它们的大小（因此成本）与标准 SPI 外围设备相似，例如 RP2040 上也有 PL022 SPI，因为它们的大部分区域都用于所有串行外围设备通用的组件，如 FIFO、移位 寄存器和时钟分频器。 指令集小而规则，因此在解码指令上花费的硅片并不多。 无需为将状态机专门用于单个 I/O 任务而感到内疚，因为有 8 个！

尽管如此，在 I/O 方面，PIO 状态机在一个周期内比 Cortex-M0+ 完成的工作要多得多：例如，对 GPIO 值进行采样、切换时钟信号并推送到 FIFO 全部合二为一 循环，每一个循环。 权衡是 PIO 状态机不能远程运行通用软件。 正如我们将看到的，对 PIO 状态机进行编程对于以前编写过汇编代码的任何人来说都非常熟悉，而对于那些没有编写过汇编代码的人来说，小指令集应该很快就能上手。

对于简单的硬件协议 - 例如 PWM 或双工 SPI - 单个 PIO 状态机可以自行处理实现硬件接口的任务。 对于更多涉及的协议，例如 SDIO 或 DPI 视频，最终可能会使用两个或三个。